基本介紹
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名詞來源
寒武紀
寒武紀與現代生物
寒武紀是現代生物的開始階段，是地球上現代生命開始出現、發展的時期。 寒武紀常被稱為“三葉蟲的時代”，這是因為寒武紀岩石中保存有比其他類群豐富的礦化的三葉蟲硬殼。寒武紀是顯生物的開始，標誌著地球生物演化史新的一幕。在寒武紀開始後的短短數百萬年時間裡，包括現生動物幾乎所有類群祖先在內的大量多細胞生物突然出現，這一爆發式的生物演化事件被稱為“寒武紀生命大爆炸”。帶殼、具骨骼的海洋無脊椎動物趨向繁榮，它們營底棲生活，以微小的海藻和有機質顆粒為食物，其中，最繁盛的是節肢動物三葉蟲，故寒武紀又稱為“三葉蟲時代”，其次是腕足動物、古杯動物、棘皮動物和腹足動物，寒武紀的生物形態奇特，和我們現在地球上所能看見的生物極不相同。比較著名的有早寒武世雲南的澄江動物群、加拿大中寒武世的布爾吉斯頁岩生物群。寒武紀的生物界以海生無脊椎動物和海生藻類為主。無脊椎動物的許多高級門類如節肢動物、棘皮動物、軟體動物、腕足動物、筆石動物等都有了代表。其中以節肢動物門中的三葉蟲綱最為重要，其次為腕足動物。此外，古杯類、古介形類、軟舌螺類、牙形刺、鸚鵡螺類等也相當重要。拋開牙形石不說，高等的脊索動物還有許多其他代表，如我國雲南澄江動物群中的華夏鰻、雲南魚、海口魚等，加拿大布爾吉斯頁岩中的皮開蟲，美國上寒武統的鴨鱗魚。 在潮濕的低地，可能分布有苔蘚和地衣類的低等植物，但它們還缺乏真正的根莖組織，難以在乾燥地區生活；無脊椎動物也還沒有演化出適應在空氣中生活的機能。寒武紀沒有真正的陸生生物，大陸上缺乏生氣、荒涼一片。
此外，寒武紀還產生了進化史上的一個重要事件“寒武紀大爆發”，在很短（地質意義上的很短，其實也有數百萬年之久）時間內，生物種類突然豐富起來，呈爆炸式的增加。它意味著，生物進化除了緩慢漸變，還可能以跳躍的方式進行。
寒武紀生命大爆發（Cambrian Explosion）
寒武紀生命大爆發Cambrian Explosion）：被稱為古生物學和地質學上的一大懸案，自達爾文以來就一直困擾著進化論等學術界。大約6億年前，在地質學上稱做寒武紀的開始，絕大多數無脊椎動物門在幾百萬年的很短時間內出現了。這種幾乎是“同時”地、“突然”地出現在寒武紀地層中門類眾多的無脊椎動物化石(節肢動物、軟體動物、腕足動物和環節動物等)，而在寒武紀之前更為古老的地層中長期以來卻找不到
動物化石的現象，被古生物學家稱作“寒武紀生命大爆發”，簡稱“寒武爆發”。達爾文在其《物種起源》的著作中提到了這一事實，並大感迷惑。他認為這一事實會被用做反對其進化論的有力證據。但他同時解釋到，寒武紀的動物一定是來自前寒武紀動物的祖先，是經過很長時間的進化過程產生的；寒武紀動物化石出現的“突然性”和前寒武紀動物化石的缺乏，是由於地質記錄的不完全或是由於老地層淹沒在海洋中的緣故。
地質成因
寒武紀是地質年代劃分中屬顯生宙古生代的第一個紀，距今約5.7億至5.1億年，寒武紀是現代生物的開始階段，是地球上現代生命開始出現、發展的時期。寒武紀對我們來說是十分遙遠而陌生的，這個時期的地球大陸特徵完全不同於今天。 寒武紀常被稱為“三葉蟲的時代”，這是因為寒武紀岩石中保存有比其他類群豐富的礦化的三葉蟲硬殼。當時出現了豐富多樣且比較高級的海生無脊椎動物，保存了大量的化石，從而有可能研究當時生物界的狀況，並能夠利用生物地層學方法來劃分和對比地層，進而研究有機界和無機界比較完整的發展歷史。但澄江動物群告訴我們，現在地球上生活的多種多樣的動物門類在寒武紀開始不久就幾乎同時出現。
三葉蟲簡介
三葉蟲是一種已經絕滅了的節肢動物，我國早在300多年前，即明朝崇楨年間就在山東泰安發現了三葉蟲化石。三葉蟲最早是隨著寒武紀初期的小殼動物群而出現的，小殼動物群主要是指軟舌螺、腹足類、單板類、喙殼類和分類位置不明的一大批個體微小（一般僅1-2mm）、低等的軟體動物，當時的海洋條件已經適合於它們生存，這些動物給三葉蟲帶來了豐富的食源，在那時的海洋中，三葉蟲還沒有遇到有力的競爭對手，因此它們橫行霸道，迅速發展，整個寒武紀成了三葉蟲的世界。
三葉蟲的身體分為頭部、胸部和尾部三個部分，背面的甲殼堅硬，正中突起，兩肋低平，也形成縱列的三部分，三葉蟲的名字就是這么來的吧。由於三葉蟲的背殼堅硬，所以容易被保存成為化石。我們今天了解這種絕滅了的動物，全是通過化石來認識它們的。三葉蟲的頭部由於覆蓋有硬甲，可稱為頭甲，頭甲上中央隆起的部分叫頭鞍，頭鞍的形狀和大小在不同種類中變化較大，頭鞍前部是頭蓋，上面發育著眼脊、眼葉和眼。頭蓋兩側的邊緣下凹並延展形成活動頰，活動頰常常進一步形成十分尖銳的頰刺，伸向身體的後方，整個頭甲是三葉蟲分類和種屬鑑定的重要依據。
胸甲由許多形狀相似的胸節組成，這些胸節相互銜接，與絕大多數節肢動物的體節相似，胸節可以活動，並有彎曲的功能。三葉蟲身體能夠蜷起或伸展開全靠這些活動的胸節，但幼年體的三葉蟲沒有胸節。尾甲是指三葉蟲身體末端由若干體節融合而成的部分，它們形成三葉蟲獨特的尾部。三葉蟲的尾一般都是半圓形，由於尾的邊緣常常形成大小不同的尾刺，使許多三葉蟲的尾伸展、放射，變得很美麗。整個三葉蟲的背面硬而光滑，但科學家們發現有些種類在背甲上具有小瘤或小結節，這些小瘤和小結節與背甲上的頰刺、肋刺、尾刺一起，構成了複雜的防護"盔甲"，可見，當時海洋中即使有比三葉蟲強悍的動物，也不敢輕易冒犯它們。
三葉蟲化石
經過各國古生物學家多年的研究，認為三葉蟲具有複雜的發育階段。三葉蟲為雌雄異體，卵生，在它們一生的發育中，要經過多次的蛻殼才能長成，現在的許多節肢動物都承襲了三葉蟲的生長方式。三葉蟲從幼蟲到成蟲，一般經歷三個生長階段，即幼年期、分節期和成蟲期。了解這點，對我們在野外採集三葉蟲化石很有必要，如果人們稍微具備一些有關三葉蟲發育階段的知識，就能對採集到的三葉蟲化石做出大致的鑑定，不至於把不同發育階段的同一種三葉蟲當做不同形態的屬種了。幼年期的三葉蟲除身體很小外，常常凸起明顯，頭部與尾部區分不明顯，沒有胸節，蟲體呈圓球狀。以後，隨著三葉蟲不斷生長，胸節逐漸增加，當胸節全部長成不再增加時就進入成年期，此時意味著三葉蟲已達到性成熟階段，能夠生兒育女了。三葉蟲每蛻一次殼，身體都會增大，殼上的刺、瘤、甚至尾甲的分節數也會增加。
三葉蟲長大以後就可以在海洋中無憂無慮地生活了，至今為止，人們還沒有在陸相地層中發現三葉蟲化石，這說明這種動物確實只生存在海洋里。由於三葉蟲化石常常與珊瑚、腕足動物、頭足動物共同出現，表明它們都喜歡生活在比較溫暖的淺海，在那裡，三葉蟲以各種微小的生物為食，或者也對海草及動物的屍體感興趣。可以肯定，它們不具有主動攻擊的能力，因為三葉蟲沒有良好的游泳器官，也不具備流線型的體形，在水中行進的速度較慢。從它們的堅固背甲可以想像，一旦有兇猛的動物（如鸚鵡螺類）向它們擺出進攻的架勢時，三葉蟲會迅速把身體蜷起，象穿山甲那樣把自己保護起來，悄悄沉入海底。
寒武紀時為什麼出現那么多三葉蟲呢？科學家們通過古生態學的研究認為，三葉蟲具有很好的適應環境的生存方式。三葉蟲並不遵循著單一的生活模式，有些種類的三葉蟲喜歡游泳，有些種類喜歡在水面上漂浮，有些喜歡在海底爬行，還有些習慣於鑽在泥沙中生活，它們占據了不同的生態空間，寒武紀的海洋成了三葉蟲的世界。在寒武紀以後的地質時代，這種不同尋常的生物與其它無脊椎動物又共同生存了很長時間，才逐漸數量減少和衰退。我國三葉蟲化石非常豐富，僅在寒武紀的早期就發現了200多個屬，山東泰安盛產的"燕子石"，經研究發現就是當時大量活動的三葉蟲死後堆積形成的，那些顯露在岩石表面紛紛欲飛的"燕子"，實際上全是一種長有長長尾刺三葉蟲的尾甲。
